Cell：解决钠/钙离子通道的重要争议

钠离子通道和钙离子通道分别允许钠离子和钙离子进入细胞，充当着细胞非常关键的门户。许多重要的生命过程都依赖于正确的钠离子和钙离子浓度，例如健康大脑中的信息交流和心脏收缩。日前，科学家们发现，细胞的钠离子通道和钙离子通道采用相同的方式，对离子的流入量进行控制。这项发表在《细胞》（Cell）杂志上的成果，将有助于人们开发新药，治疗癫痫、心脏病、肌无力等与离子通道有关的疾病。

早在 20 世纪 90 年代人们就发现，钠离子通道和钙离子通道的一部分具有惊人的相似性，而它们的其他部分却大相径庭。论文资深作者 Johns Hopkins 大学医学院的 David Yue 教授表示：“我们的研究显示，这个‘通用元件’源自于两种离子通道的共同祖先。”

研究人员发现，钙离子通道中的这个通用元件支持着一个重要的功能，当细胞内的钙离子水平较高时它能阻止通道打开，防止细胞累积过多的钙离子。这种控制需要钙调蛋白 calmodulin 结合在通用元件上， calmodulin 负责感知钙离子。

钠离子通道中是否也存在类似的机制呢？在此之前，不同研究团队报告了相互矛盾的结论。人们甚至怀疑通用元件是不是已经在漫长的岁月中受损，又或者这种机制压根就不成立。

Yue 实验室的 Manu Ben-Johny 对这个问题进行了研究。“我们认为，这些矛盾性的结果与传统方法存在缺陷有关。”为此，研究人员构建了能够由光照开启的分子“牢笼”，并将钙离子与之结合。他们通过这一途径将钙离子“偷运”进细胞，以便研究钙离子浓度突然改变对钠离子通道的影响。研究显示，当钙离子浓度升高时， calmodulin 会与钠离子通道的通用元件结合，阻止它们开启。

Yue 指出，发现钠离子通道和钙离子通道的通用控制元件，将产生深远的影响。例如，可以帮助人们进一步理解钙离子调控缺陷所造成的疾病。此外，“人们一直在寻找调控钠离子通道和钙离子通道的新方法，靶标通用控制元件将会成为一个全新的途径。”